液体泊位危化品装卸对大气环境影响分析——以古雷港某液体泊位为例

福建省环境保护设计院有限公司 江文莹

随着工业的发展，各地石化基地对化工原料的需求量增加，为了满足产业发展需求，港口运输石化原料成了重要的枢纽。福建省主要的石化港口基地包括漳州古雷港区、泉港石化基地、福清江阴港区等[1]，为匹配石化基地的运输需求，完善港区运输体系，促进石化产业稳步发展，推进各码头工程建设，液体化工码头的货种主要为各类有机化工原料，因此，液体泊位工程大气污染物主要为各类有机污染物，本文通过列举实例进行大气环境影响分析，研究液体泊位有机污染的排放特点，对正常和非正常工况下的模拟研究，对泊位工程提出针对性措施提供理论依据。

一、工程概况

该项目为厦门港古雷港区古雷作业区规划内泊位，装卸的货种主要包括各种液体危化品。泊位运输货种需满足相应规划内容，应在负面清单中限制发展的货种之内，不含基地高风险物料（液氨、醋酸），生态毒理较大的原料氢氰酸，应符合“三线一单”要求。作为液体化工泊位，运营期间的大气污染源主要为液体化工产品装船损失。

码头装卸作业采用全密闭管道输送，码头上的输油臂前方与油轮上的管线法兰连接，后方与输送管道连接，使装船作业全过程处于密闭状态。

二、废气污染物源强

（一）有组织废气源强

装船时有机物主要来自呼吸阀、通气孔、管道阀门等。卸船产生的有机废气一般产生于后方罐区，因此有机物源强核算可根据《排污许可证申请与核发技术规范石化工业》推荐公示进行计算。

式中：LL—挥发性有机液体装载过程排放系数，油轮/远洋驳船装载汽油为0.215kg/m3，其他驳船装载汽油为0.410kg/m3，其余采用式（2）计算；

Q—排污单位设计物料装载量；

η总—去除效率，可根据处理设施的去除率确定。

式中，S—饱和系数，无量纲，一般取值0.6，船舶装载汽油和原油以外的油品时取值0.5；

PT—温度T时装载物料的真实蒸气压；

Mvap—油气分子量；

T—装载物料温度，取近1年平均值。

通过以上两个公式，可计算出装船过程挥发性有机物有组织排放量。

本文取苯乙烯作为示范因子，苯乙烯在《环境影响评价技术导则—大气环境》（HJ2.2-2018）附录D中的浓度限值为10μg/m3，同时其又为恶臭因子，影响较大，需要进行重点管控，因此具有一定的代表性。

在源强计算上有几个因素可以进行考虑，装载的温度、装载效率、废气回收量均能影响源强。以下通过不同装载温度、装载效率分析源强变化。

苯乙烯密度约0.9g/cm3，本文列举苯乙烯装载量10万t/a，根据船型不同，装卸效率不同，按1000t、2000t、3000t船型取225t/h、300t/h、337.5t/h不同装卸效率，相同装载温度下（25℃）对比苯乙烯源强情况。

装载过程加装保冷工艺，可调节装载温度。在保冷情况下降低温度，相同装卸效率（取225t/h）情况下取不同装载温度25℃、20℃、15℃计算对比苯乙烯源强变化情况（见表1、表2）。

表1 不同装卸效率下苯乙烯源强情况对比表

表2 不同装卸温度苯乙烯源强情况对比表

由图1、图2可知，苯乙烯装卸废气源强与装卸效率和装卸温度正相关，通过控制装卸温度和装卸效率可以起到从源强控制有机废气排放的效果。

图1 装载源强随装卸效率变化情况

图2 装载源强随装卸温度变化情况

（二）无组织废气及非正常工况

无组织根据《排污许可证申请与核发技术规范石化工业》中设备与管线组件密封点泄漏挥发性有机物年许可排放量，按如下公式计算：

式中，E设备—设备与管线组件密封点泄漏的挥发性有机物年许可排放量；

ti—密封点i的年运行时间

eTOC，i—密封点i的总有机碳（TOC）排放速率，阀门为0.036kg/h/排放源；

WFVOCs，i—流经密封点i的物料中挥发性有机物平均质量分数，根据设计文件取值；

WFTOC，i—流经密封点 i的物料中总有机碳（TOC）平均质量分数，根据设计文件取值；

n—挥发性有机物流经的设备与管线组件密封点数，设备连接设有球阀、闸阀、止回阀、安全阀等密封泄漏点，可根据工可工程量清单来确定。

通过上述公式，计算出无组织废气产生量。

非正常工况下废气产生量主要考虑废气处理设施故障或失效情况下的排放量，按最大影响考虑，按处理效率为0进行计算分析。

表3 新增污染源正常排放与非正常排放苯乙烯预测结果(单位：μg/m3)

三、大气预测

（一）模式选择

通过估算模式确定评价等级，确定一级评价后需要进行进一步预测，由于泊位工程一般靠海或内河河岸建设，因此根据导则要求，要考虑岸边熏烟影响。

示例项目根据估算模型判定最大1h平均质量浓度不超过环境质量标准。大气环境影响预测模式采用HJ2.2-2018附录A中的可预测局地尺度（≤50km）的AERMOD模式。

（二）预测参数的选取

预测因子选取主要污染物、特征因子，液化码头一般包含非甲烷总烃，预测周期可选用评价基准年，预测周期为连续1年。

（三）气象条件的选取

地面气象资料收集与距离厂址最近的气象站特征年每日24小时的地面气象资料，高空气象资料采用“中国全球大气再分析中间产品（CRA-Interim）”。

（四）地形及地表参数选取

地形数据srtm文件系统生成，数据由csi.cgiar.org提供。地形参数选取范围可略大于预测范围，取90m分辨率地形高程数据。地表参数可根据评价区的地表特征进行区分扇形区域，主要包括城市、水面、落叶林、针叶林、湿地、农作物、草地、城市、沙漠等，根据分区结果生产特征参数。

（五）分情景预测

根据大气导则，新建项目一般有正常排放和非正常排放，共设置4种情景，包括新增污染源最大浓度占标率、新增污染源厂界达标和大气防护距离预测、新增污染物叠加拟建、在建、背景浓度同步削减以新带老下最大浓度占标率。本文列举示例按正常工况下和非正常工况下苯乙烯最大浓度占标率进行预测分析。

（六）AERMOD模式预测结果

选取影响较大的苯乙烯作为大气影响预测分析因子。示例中按装卸温度为25℃，装载效率为225t/h，取正常排放时新增污染源和非正常情况下新增污染源进行对比预测。

预测结果表明，根据正常工况下新增污染源预测结果，项目排放的苯乙烯小时贡献值占标率符合≤100%的要求，网格点预测最大小时贡献值分别为4.2763μg/m3，占标率分别为42.76%。

根据预测结果，项目废气污染物非正常工况时，苯乙烯会出现污染物排放出现较大超标，网格点预测最大小时贡献值分别为98.605μg/m3，占标率分别为986.05%。

通过两次预测结果对比，可见在非正常工况情况下，废气排放量会大大增加，甚至造成大量超标，因此建设单位在生产过程中需加强管理，保障环保设备正常运行（见表3）。

为了降低占标率可以首先从源强上进行控制，降低苯乙烯装卸温度，温度降低情况下，将降低饱和蒸气压，源强也会下降。其次从过程上进行控制，在实际生产运行中应做好油气回收设施等废气措施设施的维护和保养，特别在非正常工况下出现超标的货种，在装卸前应检查废气处理装置是否正常使用，检查废气管道是否漏气，管道接口是否密封完善，杜绝非正常排放情况发生。

四、结语

本文通过较为详细地介绍液体泊位危化品装卸过程的大气影响分析，以期给同行提供参考思路。通过全过程影响分析，可以进一步提出以下建议：（1）对于已核准的货种在分析时，首先对排放标准和质量标准较为严格的货种进行预分析，可通过调整装卸温度、装卸效率来满足排放要求，从环境保护角度提供更科学合理的意见。（2）对于未核准的货种，若出现超标或在环境容量不允许的情况下，应进一步论证该货种运输的必要性，或向建设单位提出取缔方案，提前剔除后续建设的障碍。